JP2009268612A - 消音クリーナーホース - Google Patents

Abstract

【課題】 吸音材を使用しなくても消音効果があり、可撓性に富み、消音効果が高い消音ホースを提供する。
【解決手段】 ホース壁の内面に補強体が螺旋状に一体化されたクリーナーホースにおいて、ホース壁は、ホースの空気流通路に面する主壁部と、その内面側に補強体を収容固定する被着部とを有し、補強体はホース外周側で被着部の内周面と接着され、補強体と被着部内周面の間には、ホース軸方向に隣接して所定の間隔ｄａを有する空隙部が設けられるとともに、ホース壁の主壁部と被着部との接合部から、補強体に向かう方向へ伸びる凸条が、凸条の先端部分と補強体との間に間隔ｄｂの隙間を有するように形成され、間隔ｄａが間隔ｄｂよりも大きくされて、ホースの空気流通路と空隙部とが凸条先端部の隙間によって絞られるように連通された消音クリーナーホースとする。
【選択図】 図３

Description

本発明はバキュームクリーナ（電気掃除機）に使用されるクリーナーホースに関する。特にホースが消音機能を有する消音クリーナーホースに関する。

一般家庭用や産業用に使用されるクリーナーホースにおいては、可撓性に優れ、通気抵抗の少ない可撓性のクリーナーホースが従来から使用されている。また、近年においては、掃除機の高出力化や、使用環境の静音化の要求の高まりによって、クリーナーホースそのものに消音性能をもたせた消音ホースへの期待が高まっている。

消音ホースとしては、特許文献１や特許文献２に記載されたようなものが公知である。特許文献１には、螺旋状に配設された芯部（補強体）に可撓性部材からなるホース外表面が被覆するように形成されたクリーナーホースにおいて、隣接する芯部の間に螺旋状に消音材（吸音材）をホース内に埋設することが記載されている。また、特許文献２には、螺旋状に配設された補強体を可撓性部材からなるホース壁が被覆するように形成されたクリーナーホースにおいて、隣接する補強体の間に螺旋状に吸音材をホース内に配設し、さらに吸音材のホース内面を不織布テープで螺旋状に覆うことが記載されている。
特開平４−２８３２４号公報 特開２００４−１５４３６９号公報

しかしながら、これら従来の消音性ホースにおいては、クリーナーホースの内面に吸音材を配設してホースに消音性能を持たせていたため、その消音性能を高めるためには、吸音材の厚みを厚くすることが要求されていた。従って、特に径方向の寸法の要求が厳しいホースにおいては、比較的低い周波数領域において十分な消音性能を持たせることが困難となる場合があり、その消音性能の向上が望まれていた。

また、特許文献１に記載された消音クリーナーホースは、補強体の間の部分に消音材を埋設する構成となっていたために、ホース壁の伸縮が規制され、ホースの可撓性が損なわれる虞があった。

また、吸音材をホース内面に取付ける消音ホースにおいては、吸音材がホース内面から剥がれ落ちないように、特許文献２に示されるような設計上の配慮を行う必要があり、製造工程の複雑化や高コスト化を招く要因となるため、吸音材を使用しなくても、消音性能を発揮するような消音ホースが希求されていた。

したがって、本発明は、可撓性に富み、消音効果が高い消音ホースを提供することを目的とする。

発明者らは、鋭意検討の結果、ホース壁内に螺旋状に配設される補強体に隣接して空隙部を設け、空隙部とホース空気流通路が連通する部分を絞るようにすると、吸音材を使用しなくても消音作用が生ずることを知見し、本発明を完成させた。

本発明は、熱可塑性樹脂製の条帯を螺旋状に捲回し、隣接する側縁同士を互いに接着一体化して形成されたホース壁の内面に、補強体が螺旋状に一体化されたクリーナーホースにおいて、ホース壁は、ホースの空気流通路に面する主壁部と、主壁部に対しホース外周側に突出して設けられるとともに、その内面側に補強体を収容固定する被着部とを有し、
補強体はホース外周側で被着部の内周面と接着され、補強体と被着部内周面の間には、ホース軸方向に隣接して所定の間隔ｄａを有する空隙部が設けられるとともに、ホース壁の主壁部と被着部との接合部から、補強体に向かう方向へ伸びる凸条が、凸条の先端部分と補強体との間に間隔ｄｂの隙間を有するように形成され、間隔ｄａが間隔ｄｂよりも大きくされて、ホースの空気流通路と空隙部とが凸条先端部の隙間によって絞られるように連通されていることを特徴とする、消音クリーナーホースである。

本発明によれば、被着部と凸条によって、補強体に沿ってホースの空気流通路と連通する空隙部が設けられると共に、その連通が、凸条の先端部と補強体との間に形成される隙間によって絞られるようにしたので、以下のような消音作用を生ずる。即ち、ホース内を騒音が伝播してくると、騒音の音圧変動により、ホース内部空間（空気流通路）と空隙部との間で、空気が移動するが、その移動経路である凸条先端部の隙間が空隙部に対し絞られた形状となっているために、空気の移動の抵抗が増加し、その結果、伝播する騒音のエネルギーが消散されて、騒音が低減されるという効果が得られる。

また、本発明によれば、主壁部だけでなく、補強体と所定の間隔をもって設けられる被着部の部分もホースの伸縮にともなって変形可能な可撓部として機能することができ、可撓性に富むホースとすることができる。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。図１は電気掃除機の全体の外観を示し、消音ホース２は可撓性のホースであり、ホース２の一端で接続管１を介して掃除機本体４０に設けられた吸気口に接続され、ホース２の他端は手元操作部４２に接続される。さらに、手元操作部４２に連続して延長管４３、続いて床用ノズル４４が接続されて電気掃除機全体が構成されている。以下、消音ホース２について、本発明実施の形態を説明する。

図２は本発明の消音ホース２の構造を示す一部断面図であり、図３はその断面部分の拡大図である。消音ホース２は、比較的軟質な熱可塑性樹脂製の条帯（９）をその隣接する側縁同士が互いに接着一体化するように螺旋状に捲回して形成したホース壁３の内面に、比較的硬質な補強体４（以下硬質補強体とも記載する）例えば樹脂被覆鋼線を螺旋状に捲回した補強体を、添着一体化した可撓性ホースである。

ホース壁３は、その内部に硬質補強体４を収蔵固定するためにホース外周側に断面かまぼこ状に張り出した被着部３１と、隣接する被着部３１、３１の間に設けられ、ホースの空気流通路（ホース内部空間）８に面するホース内周面を形成する主壁部３２とを有する。主壁部３２は、消音ホース２が可撓性を有するように、比較的薄肉の平板円筒状に設けられている。

樹脂被覆鋼線を２条の螺旋状に捲回した補強体４、４は、それぞれ、ホース壁３の被着部３１、３１のホース内周側に、補強体４のホース内周側がホース主壁部３２とホースの径方向位置で略一致するように配置され、補強体４のホース外周側において、被着部３１の頂部３１ａ内周面に接着剤６によって接着固定されている。

また、被着部３１の側部３１ｂと補強体４の間は、ホース軸方向に互いに離間する（離間距離ｄａを有する）ように形成されており、被着部３１と補強体４の間に空隙５が形成される。さらに、被着部３１と主壁部３２とが接続される部分（接続部）から、補強体４のホース内周側部位に向かって、ホース軸方向に沿って主壁部が延設されるように、凸条３３、３３が設けられている。凸条３３は、主壁部３２とともに、ホース内部空間８に面する滑らかなホース内面を形成している。更に、凸条３３は、その先端部３３ａが補強体４との間に間隔ｄｂの隙間７を有するように設けられており、補強体４に沿って螺旋状に設けられる空隙５、５が、それぞれ、凸条先端部の隙間７，７を通じて、ホースの内部空間８に連通されている。
本発明においては、ｄａ＞ｄｂ、即ち、空隙部５の離間距離が隙間７の間隔よりも大きくなる、即ち、空隙部５とホース内部空間８が連通する際に、隙間７が絞り部となるように、被着部３１及び凸条３３の形状が定められている。

ホース壁３を構成する軟質合成樹脂は特に限定されるものではないが、ホースの柔軟性が得られるような比較的軟質の熱可塑性樹脂が使用でき、特に、軟質塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ樹脂）、エチレン酢酸ビニル樹脂（ＥＶＡ樹脂）、低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、などが例示できる。その他、熱可塑性エラストマーを使用することもできる。補強体を構成する材料としては、螺旋状に形成でき、ホースの保形性や強度を満足できるものであれば良く、本実施形態に示すような樹脂被覆鋼線や、その他、硬鋼線、樹脂被覆導線や比較的硬質の合成樹脂が使用できる。合成樹脂としては特に熱可塑性樹脂、例えば、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）やポリアミド樹脂（ＰＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）などが好適に使用できる。

本実施形態においては、ホース壁３の材料として軟質塩化ビニル樹脂を、補強体４として、硬鋼線に硬質塩化ビニル樹脂を被覆した樹脂被覆鋼線を使用し、接着剤６として熱溶融させた軟質塩化ビニル樹脂を用いた。

本発明の消音ホース２の製造方法を説明する。まず、樹脂被覆鋼線をホーマーに供給して所定の径及びピッチを有する螺旋状形状を与え、補強体４を形成する。得られる補強体４を２本用いて、公知のホース成形軸に、２条の螺旋状となるように供給する。そして、溶融状態にある熱可塑性の接着剤６を補強体４のホース外周部に塗布する。さらに、樹脂の押出機から、溶融状態の熱可塑性樹脂を図４に示される断面形状を有するような条帯９として押し出しながら、半溶融状態にある条帯を、ホース成形軸に供給し、前記補強体４が条帯に形成された被着部３１に収蔵され、かつ条帯の隣接する側縁部が（本実施形態では補強体４のホース外周側で）互いに重ね合わせられるように、螺旋状に捲回し一体化させる。その後、冷却することにより、本発明の消音ホースが得られる。

以下、本発明の消音ホースの作用効果を説明する。
本発明の消音ホース２においては、ホース壁の被着部３１と補強体４とは、補強体４のホース外周側と被着部の頂部３１ａだけで接着一体化されているので、主壁部３２だけでなく、被着部の側部３１ｂもホースの伸縮にともなって変形可能な可撓部として機能することができる。したがって、本発明の消音ホースは、可撓性に富むホースとすることができる。

また、本発明の消音ホースにおいては、被着部３１と凸条３３によって、補強体４に沿ってホース内部空間８と連通する空隙部５を設けると共に、その連通が、凸条３３と補強体４との間に形成される隙間７によって絞られるようにしたので、以下のような消音作用を生ずる。即ち、ホース内を騒音が伝播してくると、騒音の音圧変動により、ホース内部空間８と空隙部５との間で、空気が移動するが、その移動経路である隙間７が空隙部５に対し絞られた形状となっているために、空気の移動の抵抗が増加し、その結果、伝播する騒音のエネルギーが消散されて、あるいは、ホース内に生ずる気柱共鳴の発生が抑制されて、騒音が低減される。

したがって、本発明の消音ホースにおける消音の効果は、空隙部５の大きさや隙間７の間隔を調整することによって調整することができる。空隙部５の容積が大きいほど、低周波の騒音を消音する効果が得られ、消音効果も高くなる。また、空隙部５の幅に対して隙間７の間隔を狭くするほど低周波の騒音を消音する効果が得られる。

ホースのスペースを節約しつつ、より低周波側で効果的に消音効果が得られるようするには、空隙部５の離間距離ｄａとしては、０．１〜５ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．３〜３ｍｍ、更に好ましくは０．５〜２ｍｍであることが好ましい。隙間７の間隔ｄｂは、ｄａとの関係において定めればよく、ｄａ／ｄｂが１．５〜１００となるように定めるのが好ましく、より好ましくは２．０〜５０、さらに好ましくは３．０〜３０となるように定めるのが好ましい。

本発明の消音ホースは、上記実施形態に限定されるものではなく、その性質を大きく変えない範囲で、被着部３１や凸条３３、主壁部３２の形状を変更したものも包含するものである。

図５には、本発明の消音ホースの第２実施形態を示す。本実施形態に示すように、略四角形形状の断面を有する被着部３１’としても良い。被着部を四角形形状とすると、空隙部の容積を大きくすることができ、消音性能を更に高めることができる。また、主壁部は、本実施形態のように、ホース外周面側に、螺旋形状に沿った２本の溝を設けた断面形状の主壁部３２’としても良い。このような主壁部断面とすることにより、ホースの可撓性を高めることができる。

また、第１及び第２の実施形態においては、補強体４の両側に空隙部５、５が形成された消音ホースを例示したが、図６の第３実施形態に示すように、空隙部５は、補強体４の片側にのみ設けても良い。この場合には、被着部において、凸条３３が設けられた側から、凸条がない側に向かって、即ち、図６の右側から左側に向かう方向で、ホース内に空気を流すように使用することが、消音性能上好ましい。

また、上記実施形態では、空隙部５の間隔ｄａや、隙間７の間隔ｄｂが一定の実施形態について説明したが、これらを、ホースの螺旋に沿って変化させても良い。可撓性条帯を押し出す際の圧力や速度を調整すれば、これら間隔ｄａ、ｄｂを変化させることができ、ホースの製造過程において、これらを変化させながらホースを製造すれば、間隔ｄａや間隔ｄｂがホースの螺旋に沿って変化する消音ホースが製造でき、こうした消音ホースは、より広い周波数の範囲で消音効果を発揮することができる。また、凸条先端部の隙間７は必ずしもホースの螺旋に沿って連続して設けられる必要はなく、凸条先端部３３ａが補強体４に接触している部分があっても良い。本願において、「凸条の先端部分と補強体との間に隙間を有する」とは、このような形態を含む概念である。

また、本発明は、吸音材がなくても消音効果を発揮するものであるが、本発明の実施に当たって、吸音材を併用して、比較的高い周波数領域の消音効果を補うことも可能である。

以下に、本発明の消音ホースの消音性能を測定した結果を示す。
（実施例）
本発明第１の実施形態に対応する消音ホースを、ホース外径４４ｍｍ、ホース内径４０ｍｍ、補強体ピッチ９ｍｍ、樹脂被覆鋼線（補強体）径１．０ｍｍ、主壁部肉厚０．８ｍｍ、被着部肉厚０．８ｍｍ、凸条肉厚０．６ｍｍ、空隙部５の離間距離（ｄａ）１．０ｍｍ、隙間７の間隔（ｄｂ）０．２ｍｍとなるように、熱可塑性樹脂の条帯を押し出し成形し、補強体と共に捲回一体化して実施例の消音ホースを得た。
（比較例１）非消音ホースとして、実施例と比較して、被着部と補強体との間に空隙部が存在しないようなホースで、その他の諸元は実施例と同等なホースを作成した。
（比較例２）吸音材を用いた消音ホースとして、比較例１のホースの内周面に、幅５ｍｍ、厚み１ｍｍのＰＥＴ不織布からなる吸音材を螺旋状に添着一体化した消音ホースを作成した。

得られたホースをそれぞれ、長さ１．６ｍに切断して、電気掃除機本体と手元操作部の間に接続し、電気掃除機を運転して、ホースを伝播する騒音の測定を行った。騒音の測定は、手元操作部４２が延長管４３に接続される部分を非接続状態として大気開放し、当該部位から放射される騒音を、手元操作部の接続部開口前方１００ｍｍ、４５度の位置に配置したマイクロフォンによって、半無響室内において測定した。測定した騒音を１／３オクターブ分析装置によって周波数分析して評価した。

実施例、比較例１、比較例２の騒音測定結果を図７に示す。消音ホースでない比較例１に対して、吸音材を用いた比較例２は、消音の効果は得られているが、消音効果が得られる周波数領域が５０００Ｈｚ以上の周波数領域であり、比較的高い周波数領域でしか吸音材の効果が得られなかった。一方、実施例においては、４００Ｈｚ〜２０００Ｈｚという比較的低く広い周波数領域に亘って、消音効果が得られた。特に、１０００Ｈｚ〜１６００Ｈｚにおいて顕著な消音効果が得られた。

また、実施例の消音ホースは、比較例１、及び比較例２のホースに対して、より少ない力で、より小さな曲げ半径に曲げることができ、可撓性が向上していた。

本発明によれば、吸音材を使用することなく消音ホースを構成することができ、しかも、可撓性と消音特性に優れた消音ホースが得られ、電気掃除機の静音化に効果的である。

本発明の消音ホースが用いられる電気掃除機の外観図である。 本発明の第１実施形態の消音ホースを示す部分断面図である。 図３の断面部分の拡大図である。 ホース壁を構成する条帯の押し出し断面形状を示す図である。 本発明の第２実施形態の消音ホースのホース壁構造を示す断面図である。 本発明の第３実施形態の消音ホースのホース壁構造を示す断面図である。 本発明の消音ホースの実施例の消音効果を示すグラフである。

符号の説明

２ 消音ホース
３ ホース壁
３１ 被着部
３２ 主壁部
３３ 凸条
４ 補強体
５ 空隙部
６ 接着剤
７ 隙間
８ ホース内部空間
９ 可撓性条帯
４０ 掃除機本体
４２ 手元操作部
４３ 延長管
４４ 床用ノズル

Claims (1)

1. 熱可塑性樹脂製の条帯を螺旋状に捲回し、隣接する側縁同士を互いに接着一体化して形成されたホース壁の内面に、補強体が螺旋状に一体化されたクリーナーホースにおいて、
   ホース壁は、ホースの空気流通路に面する主壁部と、主壁部に対しホース外周側に突出して設けられるとともに、その内面側に補強体を収容固定する被着部とを有し、
   補強体はホース外周側で被着部の内周面と接着され、
   補強体と被着部内周面の間には、ホース軸方向に隣接して所定の間隔ｄａを有する空隙部が設けられるとともに、
   ホース壁の主壁部と被着部との接合部から、補強体に向かう方向へ伸びる凸条が、凸条の先端部分と補強体との間に間隔ｄｂの隙間を有するように形成され、
   間隔ｄａが間隔ｄｂよりも大きくされて、ホースの空気流通路と空隙部とが凸条先端部の隙間によって絞られるように連通されていることを特徴とする、消音クリーナーホース。

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